水污染控制工程第14章沉淀和澄清课件

第14章沉淀和澄清14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀14.2平流式沉淀池14.3斜板与斜管沉淀池14.4澄清池第14章沉淀和澄清14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀114.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（1）基本概念

悬浮颗粒——指原水中原有悬浮物+水中胶体经混凝反应后聚集形成的颗粒。沉淀——水中悬浮颗粒依靠重力作用，克服水的浮力和阻力，从水中下沉分离出来的过程，称为沉淀。自由沉淀——水中悬浮颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，仅受颗粒重力、浮力和阻力的作用的沉淀，称为自由沉淀。一般发生在浓度极低时。14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（1）基本概念214.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（2）基本概念

拥挤沉淀——在沉淀过程中，水中悬浮颗粒彼此相互干扰，或受池壁的干扰，使颗粒下沉速度降低的沉淀过程，称为拥挤沉淀。发生在常见浓度和高浓度时。沉淀池——为完成沉淀过程的构筑物，称为沉淀池。14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（2）基本概念314.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（3）14.1.1悬浮颗粒在静水中的自由沉淀

水中颗粒受力分析：重力–浮力–阻力=mdu/dt

阻力浮力重力颗粒14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（3）14.1.1悬浮颗粒在414.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（4）3214.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（4）32514.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（5）14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（5）614.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（6）14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（6）714.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（7）14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（7）814.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（1）基本术语浑液面——清水与浑水分界面。交界面——不同区间的分界面统称为交界面。平均沉降速度——浑液面下沉的速度所代表的颗粒沉降速度。临界沉降点——当沉降达到变浓度区刚消失的位置时的状态。沉降筒分区清水区悬浮物区等浓度区 变浓度区 压实区14.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（1）基本术语914.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（2）浑液面下降线H14.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（2）浑液面下降线H1014.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（3）14.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（3）1114.2平流式沉淀（1）基本术语

沉淀区、污泥区、进水区、进水管、穿孔墙、出水区、出水堰、出水口14.2.1非凝聚性颗粒的沉降过程分析——理想沉淀池理想沉淀池的三个假定：1.颗粒处于自由沉淀状态；2.水流沿着水平方向层流流动；3.颗粒沉到池底既被去除。Q=vh0BL=vt;h0=u0t;u0=Q/LB→u0=Q/A——表面负荷14.2平流式沉淀（1）基本术语1214.2平流式沉淀（2）14.2平流式沉淀（2）1314.2平流式沉淀（3）14.2平流式沉淀（3）1414.2平流式沉淀（4）14.2平流式沉淀（4）1514.2平流式沉淀（5）14.2平流式沉淀（5）1614.2平流式沉淀（6）14.2平流式沉淀（6）1714.2平流式沉淀（7）14.2平流式沉淀（7）1814.2平流式沉淀（8）14.2.1凝聚性颗粒的沉降过程分析——实际沉淀池与理想沉淀池的主要区别：1.在沉淀过程中颗粒的大小、形状、密度都有所变化；2.沉淀速度正比于沉淀深度和沉淀时间；14.2平流式沉淀（8）14.2.1凝聚性颗粒的沉降过程1914.2平流式沉淀（9）14.2平流式沉淀（9）2014.2平流式沉淀（10）14.2.2影响平流沉淀池沉淀效果的因素与理想沉淀池的主要区别：1）.实际水流状况对沉淀效果的影响。流速分布不均匀，存在短流问题，短流原因：进水惯性；Re=vR/ν<4000~15000出水堰的抽吸；进水水温与水质不稳定；风浪引起的偏流；池内导流壁和刮泥设施水流稳定性指标：弗劳德数Fr=v2/Rg>10-5式中，v——平流池水平流速，m/s；R——水力半径，m.14.2平流式沉淀（10）14.2.2影响平流沉淀池沉淀2114.2平流式沉淀（11）2）.凝聚作用的影响；沉淀时间——影响沉淀过程中的再絮凝反应；池中水深——水越深，越有利于网捕作用的继续进行。14.2平流式沉淀（11）2）.凝聚作用的影响；2214.2平流式沉淀（12）14.2.2平流沉淀池的构造三维模型设计计算按表面负荷Q/A计算1）算池面积A2）求池长L=3.6vT3）求池宽B=A/L按停留时间算（不含污泥区）1）V=QT2）B=V/LH3）d=(0.7BLH0.5/T)0.5(排泥管直径)局部结构14.2平流式沉淀（12）14.2.2平流沉淀池的构造2314.2平流式沉淀（13）14.2平流式沉淀（13）2414.2平流式沉淀（14）14.2平流式沉淀（14）2514.2平流式沉淀（11）14.2平流式沉淀（11）2614.2平流式沉淀（12）排泥槽排泥槽纵断面图横断面图多孔排泥管示意图14.2平流式沉淀（12）排泥槽排泥槽纵断面图横断面图多孔2714.2平流式沉淀（13）排泥斗排泥槽纵断面图横断面图斗式排泥管示意图14.2平流式沉淀（13）排泥斗排泥槽纵断面图横断面图斗式2814.2平流式沉淀（14）14.2平流式沉淀（14）2914.2平流式沉淀（15）14.2平流式沉淀（15）30平流沉淀池介绍完毕!14.2平流池结束语平流沉淀池介绍完毕!14.2平流池结束语3114.3斜管与斜板沉淀（1）基本概念与术语浅层理论——E=ui/u0=ui/(QA)，表面负荷越大，di粒径的颗粒去除率越高；物理过程看，沉降试验中，沉降管上部清水区的深度与沉降管的总深度无关，既浑液面的初期下降速度与总深度无关。术语——斜板、斜管、清水区、斜管（板）区、配水区、污泥区、集水管（槽）、排泥管、斜管长度、斜管组高度、斜管管径(内切圆直径）。主要工艺参数表面负荷q=Q/A,规范推荐9~11m3/(m2.h),实际采用5~6m3/(m2.h)。水力核算条件

Re<200;Fr=10-3~10-4（单管或单板间）。14.3斜管与斜板沉淀（1）基本概念与术语3214.3斜管与斜板沉淀（2）基本构造利用其它阅图软件讲解（便于缩放）。设计计算根据表面负荷求面积（沉淀区面积）求斜管净过水面积：扣除斜角死水区和斜管结构面积（1.03）；算池体总高度：总高度=保护高0.3+清水区高1.2+斜管区高0.87+配水区高1.5+排泥槽高0.8=4.67~4.80m水力核算：Re=vR/ν;Fr=v2/Rg14.3斜管与斜板沉淀（2）基本构造33斜管与斜板沉淀

介绍完毕!斜管与斜板沉淀介绍完毕!3414.4澄清池（1）基本概念与术语澄清池——“絮凝→沉淀”的结合。沉渣体积浓度——由u’=u(1-Cv)n→Cv=1-(u’/u)1/n 上升流速u’决定泥渣层沉渣体积浓度Cv术语——接触絮凝、泥渣层、活性、。主要工艺参数清水区上升流速（≈表面负荷）：mm/s

规范推荐：机械加速澄清池，0.9~1.2； 水力循环澄清池，0.8~1.1； 脉冲澄清池，0.8~1.1； 悬浮澄清池，0.9~1.0（单层）， 0.7~0.9（双层）。14.4澄清池（1）基本概念与术语3514.4脉冲澄清池（1）全景图14.4脉冲澄清池（1）全景图3614.4脉冲澄清池（2）阶剖图14.4脉冲澄清池（2）阶剖图3714.5其它澄清池简介__机械搅拌澄清池14.5其它澄清池简介__机械搅拌澄清池3814.5其它澄清池简介__水力循环澄清池14.5其它澄清池简介__水力循环澄清池3914.5其它澄清池简介__悬浮澄清池14.5其它澄清池简介__悬浮澄清池4014.5其它澄清池简介__机械搅拌真空泵脉冲澄清池14.5其它澄清池简介__机械搅拌真空泵脉冲澄清池4114.6澄清池___小设计

小设计 某水厂设计水量为15000m3/h(含水厂自用水量0.05%)，水源水质常年变化较大，若需要对采用“混凝+平流沉淀池”、机械加速澄清池、水力循环澄清池、脉冲澄清池、悬浮澄清池等不同方案进行比较，请先分别进行主要工艺参数计算，再分析不同方案的优缺点，并提出你的推荐方案。14.6澄清池___小设计42第14章沉淀和澄清14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀14.2平流式沉淀池14.3斜板与斜管沉淀池14.4澄清池第14章沉淀和澄清14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀4314.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（1）基本概念

悬浮颗粒——指原水中原有悬浮物+水中胶体经混凝反应后聚集形成的颗粒。沉淀——水中悬浮颗粒依靠重力作用，克服水的浮力和阻力，从水中下沉分离出来的过程，称为沉淀。自由沉淀——水中悬浮颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，仅受颗粒重力、浮力和阻力的作用的沉淀，称为自由沉淀。一般发生在浓度极低时。14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（1）基本概念4414.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（2）基本概念

拥挤沉淀——在沉淀过程中，水中悬浮颗粒彼此相互干扰，或受池壁的干扰，使颗粒下沉速度降低的沉淀过程，称为拥挤沉淀。发生在常见浓度和高浓度时。沉淀池——为完成沉淀过程的构筑物，称为沉淀池。14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（2）基本概念4514.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（3）14.1.1悬浮颗粒在静水中的自由沉淀

水中颗粒受力分析：重力–浮力–阻力=mdu/dt

阻力浮力重力颗粒14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（3）14.1.1悬浮颗粒在4614.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（4）3214.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（4）324714.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（5）14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（5）4814.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（6）14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（6）4914.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（7）14.1悬浮颗粒在静水中的沉淀（7）5014.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（1）基本术语浑液面——清水与浑水分界面。交界面——不同区间的分界面统称为交界面。平均沉降速度——浑液面下沉的速度所代表的颗粒沉降速度。临界沉降点——当沉降达到变浓度区刚消失的位置时的状态。沉降筒分区清水区悬浮物区等浓度区 变浓度区 压实区14.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（1）基本术语5114.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（2）浑液面下降线H14.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（2）浑液面下降线H5214.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（3）14.1.2悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀（3）5314.2平流式沉淀（1）基本术语

沉淀区、污泥区、进水区、进水管、穿孔墙、出水区、出水堰、出水口14.2.1非凝聚性颗粒的沉降过程分析——理想沉淀池理想沉淀池的三个假定：1.颗粒处于自由沉淀状态；2.水流沿着水平方向层流流动；3.颗粒沉到池底既被去除。Q=vh0BL=vt;h0=u0t;u0=Q/LB→u0=Q/A——表面负荷14.2平流式沉淀（1）基本术语5414.2平流式沉淀（2）14.2平流式沉淀（2）5514.2平流式沉淀（3）14.2平流式沉淀（3）5614.2平流式沉淀（4）14.2平流式沉淀（4）5714.2平流式沉淀（5）14.2平流式沉淀（5）5814.2平流式沉淀（6）14.2平流式沉淀（6）5914.2平流式沉淀（7）14.2平流式沉淀（7）6014.2平流式沉淀（8）14.2.1凝聚性颗粒的沉降过程分析——实际沉淀池与理想沉淀池的主要区别：1.在沉淀过程中颗粒的大小、形状、密度都有所变化；2.沉淀速度正比于沉淀深度和沉淀时间；14.2平流式沉淀（8）14.2.1凝聚性颗粒的沉降过程6114.2平流式沉淀（9）14.2平流式沉淀（9）6214.2平流式沉淀（10）14.2.2影响平流沉淀池沉淀效果的因素与理想沉淀池的主要区别：1）.实际水流状况对沉淀效果的影响。流速分布不均匀，存在短流问题，短流原因：进水惯性；Re=vR/ν<4000~15000出水堰的抽吸；进水水温与水质不稳定；风浪引起的偏流；池内导流壁和刮泥设施水流稳定性指标：弗劳德数Fr=v2/Rg>10-5式中，v——平流池水平流速，m/s；R——水力半径，m.14.2平流式沉淀（10）14.2.2影响平流沉淀池沉淀6314.2平流式沉淀（11）2）.凝聚作用的影响；沉淀时间——影响沉淀过程中的再絮凝反应；池中水深——水越深，越有利于网捕作用的继续进行。14.2平流式沉淀（11）2）.凝聚作用的影响；6414.2平流式沉淀（12）14.2.2平流沉淀池的构造三维模型设计计算按表面负荷Q/A计算1）算池面积A2）求池长L=3.6vT3）求池宽B=A/L按停留时间算（不含污泥区）1）V=QT2）B=V/LH3）d=(0.7BLH0.5/T)0.5(排泥管直径)局部结构14.2平流式沉淀（12）14.2.2平流沉淀池的构造6514.2平流式沉淀（13）14.2平流式沉淀（13）6614.2平流式沉淀（14）14.2平流式沉淀（14）6714.2平流式沉淀（11）14.2平流式沉淀（11）6814.2平流式沉淀（12）排泥槽排泥槽纵断面图横断面图多孔排泥管示意图14.2平流式沉淀（12）排泥槽排泥槽纵断面图横断面图多孔6914.2平流式沉淀（13）排泥斗排泥槽纵断面图横断面图斗式排泥管示意图14.2平流式沉淀（13）排泥斗排泥槽纵断面图横断面图斗式7014.2平流式沉淀（14）14.2平流式沉淀（14）7114.2平流式沉淀（15）14.2平流式沉淀（15）72平流沉淀池介绍完毕!14.2平流池结束语平流沉淀池介绍完毕!14.2平流池结束语7314.3斜管与斜板沉淀（1）基本概念与术语浅层理论——E=ui/u0=ui/(QA)，表面负荷越大，di粒径的颗粒去除率越高；物理过程看，沉降试验中，沉降管上部清水区的深度与沉降管的总深度无关，既浑液面的初期下降速度与总深度无关。术语——斜板、斜管、清水区、斜管（板）区、配水区、污泥区、集水管（槽）、排泥管、斜管长度、斜管组高度、斜管管径(内切圆直径）。主要工艺参数表面负荷q=Q/A,规范推荐9~11m3/(m2.h),实际采用5~6m3/(m2.h)。水力核算条件

Re<200;Fr=10-3~10-4（单管或单板间）。14.3斜管与斜板沉淀（1）基本概念与术语7414.3斜管与斜板沉淀（2）基本构造利用其它阅图软件讲解（便于缩放）。设计计算根据表面负荷求面积（沉淀区面积）求斜管净过水面积：扣除斜角死水区和斜管结构面积（1.03）；算池体总高度：总高度=保护高0.3+清水区高1.2+斜管区高0.87+配水区高1.5+排泥槽高0.8=4.67~4.80m水力核算：Re=vR/ν;Fr=v2/Rg14.3斜管与斜板沉淀（2）基本构造75斜管与斜板沉淀

介绍完毕!斜管与斜板沉淀介绍完毕